Gravitatiegolven II

Opnieuw was er een KNAW-symposium over zwaartekrachtsgolven.
(Donderdag 26-10-2017, nu in de Amsterdamse Zuiderkerk).
KNAW-symposium over zwaartekrachtgolven van samensmelting van twee neutronensterren

Ik heb wat aantekeningen gemaakt, nog niet met het idee er weer een verslag van te maken. Het verslag is dus zeker niet compleet, en echte natuurkundigen zullen misschien heel andere dingen hebben opgepikt.
Er werden deze keer geen opnamen gemaakt. Voor wie er na mijn rapportje niet genoeg van kan krijgen is hier nog een illustratieve youtube-video: Kilonova


Sinds mijn vorige stukje zijn er twee grote veranderingen.
  • Er is nu ook een detector in Italië bijgekomen. De eerdere waarnemingen lagen op een lijn. Met de derde detector is het een echte driepuntsmeting geworden waardoor de localisatie tot een punt (nou ja, vlekje) is teruggebracht.
  • Dat is temeer van belang omdat de laatste botsing er een is tussen neutronensterren, en er ook naar andere soorten straling kan worden gekeken. Het is dan wel handig die andere telescopen en detectoren te kunnen vertellen waar ze moeten kijken.
In eerste instantie lijkt de grootste winst dat er bij neutronensterren op twee onafhankelijke manieren informatie kan worden vergaard (gravitatiegolven en electromagnetische straling: GW en EW. Er is ook gekeken naar deeltjes, vooral neutrino's, maar dat heeft nog weinig opgeleverd).
Maar neutronensterren op zich blijken ophelderbare mysteries te bevatten waarop zwaartekrachtsgolven alleen al antwoorden kunnen geven:
De samenstelling van neutronensterren (vooral de diepere lagen) is nog een raadsel, en dat geldt ook voor de grootte. Uit de "tjirp-gegevens" kan de stijfheid voor getijdenkrachten worden afgeleid, alsook de grootte (die kleiner blijkt dan verwacht).
Maar nu eerst kort de vier bijdragen:

Jo van den Brand

Hij gaf de aftrap en beschreef de waargenomen gebeurtenis. Wat mij het meest verraste was dat de zwaartekrachtsgolven enkele seconden eerder aankwamen dan de gammaflits (de twee signalen planten zich beide met de lichtsnelheid voort). Later bleek sprake van een soort (mij wat betreft de γ-flits niet geheel duidelijk) "cocoon effect", waardoor de straling werd opgehouden. Andere soorten EM-straling kwamen zelfs weken later aan (zie de bijgevoegde video op 3:50 min.), kennelijk ontstaan in secundaire processen na de eerste explosie. Andere zaken die hij benadrukte waren dat dit een veel zwakker signaal was dan dat van de eerdere botsingen van zwarte gaten, ook al was de gebeurtenis veel dichterbij (slechts 130 miljoen lichtjaar vergeleken met 1.3 miljard.) Hij gaf aan dat deze metingen een nieuwe standaardkaars opleverden, en dat de Hubble-constante nu veel nauwkeuriger kon worden vastgesteld. Er waren geen scherpe spectraallijnen van ontstane elementen te zien, maar uit het uitdovingspatroon van de explosie was wel af te leiden dat zo'n beetje de hele onderste helft van het periodiek systeem aan elementen bij dit soort explosies was ontstaan.
Bij het publiek bleek er vervolgens vooral doorgevraagd te worden over platina en goud, minder over lood.

Tanja Hinderer

Zij begon over de geschiedenis van de door Oppenheimer voorspelde neutronensterren en de eerste waarneming ervan in 1968 (krabnevel, zelf ontstaan (of beter waargenomen) in 1054). Ze had een zeer interessant verhaal over de getijdeneffecten. Uit het signaal kon de weerstand van de neutronenster tegen dit "gekneed", alsook het energieverlies worden afgeleid, en konden eerdere modellen van de opbouw van neutronensterren worden afgestreept. Ze bleken harder en kleiner dan verwacht.

Chris van den Broeck

Hij vertelde meer over het grote geheel (vergeleek singulariteiten van oerknal en zwart gat), en beschreef ook andere toekomstige soorten detectoren. Zo konden ook pulsars als detectoren van laagfrequente zwaartekrachtsgolven gaan dienen, alsook detectoren in de ruimte, en ook de Einsteintelescoop die misschien bij het drielandenpunt wordt aangelegd. Hij speculeerde over het ontstaan van superzware gaten (miljoenen tot miljarden zonsmassa's), en of die meteen bij de oerknal of via opeenvolgende samenvoegingen (mergers) waren ontstaan. Hij had het over de Hawking informatieparadox, en of het inflaton en het Higgsdeeltje iets met elkaar te maken hadden. Afijn, daar waag ik me verder niet aan.

Samaya Nissanke

Samaya tenslotte was een zeer enthousiaste vertelster die nog eens inging op vooral de post-merger signalen die in radiogolven zelfs nu nog binnenkwamen. Ook ging ze nog eens in op de informatie over het onstaan bij dit soort explosies van de zware helft van het periodiek systeem. Er waren geen gedetailleerde spectra, maar uit het uitdovende signaal (Video op 6:05 min) was wel degelijk af te leiden wat er ontstond.

Vragen uit het publiek gingen over polarisatie, en over de magnetische velden van neutronensterren. Ook bleek er informatie uit de halfwaardetijden van radioactieve processen te komen, wat me verbaasde.
De in mijn ogen interessantste vraag uit het publiek ("kunnen nu de eigenschappen van de kern van een neutronenster worden vergeleken met die van de buitenkant van een zwart gat") werd een beetje afgewimpeld met de verzekering dat een zwart gat helemaal geen materiële eigenschappen had (alleen maar gekromde ruimte-tijd).
Ik was natuurlijk juist daar erg geïnteresseerd in een antwoord, zie mijn eigen stukje (Speld III), onderdeel van m'n zwarte-gaten draad.


Zo maar iets wat ik tegenkwam,
misschien is het wat:

Binnenkort, onze @LIGO @ego_virgo advent kalender:
leuke nieuwe feiten en links over #GravitationalWaves,
elke dag vanaf 1 december: gravity.astro.cf.ac.uk/advent/.